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我国科学家仿贝壳研制出“超强韧”绿色材料

2020-10-04 09:56:09 整理发布   转载来源:新华网  

新华社合肥10月3日电(记者徐海涛)塑料制品给人们生活带来便利,但难以降解的塑料垃圾会对生态形成不利影响。近期,中国科学技术大学俞书宏院士团队受天然贝壳启发研制出一种新型薄膜材料,在强度、韧性、透光性等方面表现出远超传统塑料的力学与光学性能,埋进土壤中约两个月即可无污染降解,有望成为柔性电子器件等领域的理想材料...《我国科学家仿贝壳研制出“超强韧”绿色材料

新华社合肥10月3日电(记者徐海涛)塑料制品给人们生活带来便利,但难以降解的塑料垃圾会对生态形成不利影响。近期,中国科学技术大学俞书宏院士团队受天然贝壳启发研制出一种新型薄膜材料,在强度、韧性、透光性等方面表现出远超传统塑料的力学与光学性能,埋进土壤中约两个月即可无污染降解,有望成为柔性电子器件等领域的理想材料。

贝壳是一种性能优良的天然材料,由“砖—泥”结构一层层“砌墙”而成。近期,俞书宏院士团队利用纳米黏土片和细菌纤维素两种天然组分,成功构筑了“砖—纤维”的仿贝壳层状结构,采用气溶胶辅助的生物合成法,研制出一种高性能复合薄膜材料。

“简单来说,细菌纤维素就是细菌‘吃了’葡萄糖后分泌出的一种物质,又细又长像绳索。”科研团队成员、中国科学技术大学博士后管庆方说,再把它与制成片状的黏土相结合,如同“用绳网把一层层的砖头捆绑起来”,就形成了一种性能强劲的新材料。

实验显示,这种新型薄膜材料的强度达到482兆帕,是目前常用商用塑料薄膜的6倍以上。具有良好的柔韧性,可以被折叠成各种形状,再展开后没有明显损伤。这种新材料还具有优异的透光性,在人眼可见光范围内实现超过73%的高透明度和超过80%的高光学雾度。

“如同毛玻璃的效果,既让光透进来但又不刺眼,这种‘匀光性'对制作手机屏幕等器件很重要。”管庆方说。

传统塑料薄膜在高温下极易软化变形,相比之下这种新材料具有优异的热稳定性,温度每改变100摄氏度,其尺寸变化仅为万分之三,在250摄氏度环境下仍能保持结构和性能稳定。

更重要的是,独特的原材料成分,使这种新材料全生命周期绿色无污染,细菌纤维素在土壤中约两个月就会自然降解。

近期,《细胞》出版集团旗下学术期刊《物质》发表了该研究成果。据了解,由于兼具高性能、低成本、工艺简单等优点,这种新材料在柔性电子器件、新型显示、光电转换等领域很有竞争力。目前,科研团队正积极推进应用与产业化。(完)


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